厚鋼板焊接應(yīng)力控制至關(guān)重要，合理選擇焊接順序，如采用對(duì)稱(chēng)焊、分段退焊等方式，能減少焊接變形與應(yīng)力，預(yù)熱處理可降低焊后冷卻速度，減小溫差應(yīng)力，但需控制預(yù)熱溫度和時(shí)間，選擇合適的焊接參數(shù)，包括電流、電壓和焊接速度等，避免過(guò)大熱量輸入導(dǎo)致應(yīng)力增大，采用錘擊焊縫區(qū)等方法可釋放部分應(yīng)力，焊接后進(jìn)行緩冷，也有助于應(yīng)力的降低，優(yōu)化焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少應(yīng)力集中。

厚鋼板焊接應(yīng)力控制技巧

• 焊接工藝方面
  • 選擇合適的坡口形式：例如雙U型坡口，這種坡口焊縫填充量少，便于反面清根和砂輪機(jī)打磨，能減少焊接量從而控制應(yīng)力產(chǎn)生，像在厚鋼板和大型鑄鋼節(jié)點(diǎn)焊接中就有應(yīng)用這種坡口形式來(lái)控制應(yīng)力的情況。
  • 采用多層多道焊：在厚板焊接過(guò)程中，多層多道焊是一個(gè)重要的工藝原則。前一道焊縫對(duì)后一道焊縫來(lái)說(shuō)是一個(gè)“預(yù)熱”的過(guò)程；后一道焊縫對(duì)前一道焊縫來(lái)說(shuō)相當(dāng)于一個(gè)“后熱處理”的過(guò)程，有效地改善了焊接過(guò)程中應(yīng)力分布狀態(tài)，利于保證焊接質(zhì)量，避免應(yīng)力過(guò)度集中。
  • 控制焊接熱輸入：熱輸入對(duì)焊接應(yīng)力有很大影響。通過(guò)合理選擇焊接電流、焊接電壓、焊接速度來(lái)控制熱輸入。在保證焊縫成形良好并且焊透的情況下，應(yīng)盡量使用小的焊接電流等參數(shù)，以減小焊接應(yīng)力。例如厚鋼板焊接時(shí)要根據(jù)鋼板厚度等因素合理計(jì)算線(xiàn)能量（q = IU/υ，I為焊接電流A）來(lái)控制熱輸入量。
  • 預(yù)熱處理：對(duì)于厚鋼板焊接，一般要求預(yù)熱。例如對(duì)于t = 80mm的鋼板預(yù)熱溫度需達(dá)到150 - 250°C之間。采用紅外線(xiàn)電加熱板預(yù)加熱的方法，加熱時(shí)應(yīng)力求均勻，預(yù)熱范圍為坡口兩側(cè)至少2t，且不小于100mm寬。預(yù)熱能減小焊件各部分溫差，降低焊接冷卻速度，減少焊接應(yīng)力的產(chǎn)生，并且在焊接過(guò)程中要保持預(yù)加熱溫度，防止焊接后的急速冷卻造成的層間溫度下降。
  • 控制層間溫度：厚板在焊接時(shí)，為了防止層間溫度下降過(guò)快，要求一次焊接連續(xù)作業(yè)完成（L>10m時(shí)，厚板冷卻速度較快，更要注意）。焊接時(shí)還可采取焊后立即蓋上保溫板等措施防止焊接區(qū)域溫度過(guò)快冷卻，避免因?yàn)闇囟燃眲∽兓a(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。
• 焊接操作方面
  • 定位焊注意事項(xiàng)：厚板在定位焊時(shí)，要提高預(yù)加熱溫度，加大定位焊縫長(zhǎng)度和焊腳尺寸。因?yàn)槎ㄎ缓甘呛癜迨┕み^(guò)程中容易出現(xiàn)問(wèn)題的部位，這樣做有助于控制焊接應(yīng)力的產(chǎn)生和避免出現(xiàn)焊接缺陷。
  • 避免不良引弧習(xí)慣：手工電弧焊時(shí)，電焊工應(yīng)避免在焊縫周?chē)匿摪灞砻嫠奶幥脫粢∵@種不良習(xí)慣，因?yàn)檫@種引弧方式可能會(huì)對(duì)厚板造成危害，產(chǎn)生額外的應(yīng)力集中點(diǎn)。
  • 焊接過(guò)程中的檢查：厚板焊接過(guò)程中需要加強(qiáng)中間檢查。由于厚板焊接時(shí)間長(zhǎng)，例如可能需要幾個(gè)小時(shí)乃至幾十小時(shí)才完成一個(gè)構(gòu)件，所以在清渣過(guò)程等環(huán)節(jié)中，要認(rèn)真檢查是否有裂紋等問(wèn)題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)應(yīng)力集中或者焊接缺陷等問(wèn)題并及時(shí)處理，避免應(yīng)力問(wèn)題進(jìn)一步惡化。
• 焊后處理方面
  • 及時(shí)進(jìn)行后熱：鋼板對(duì)接焊后，應(yīng)立即將焊縫及其兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)的局部母材進(jìn)行加熱，加熱時(shí)采用紅外線(xiàn)電加熱板進(jìn)行。例如蓋面焊結(jié)束后立即將焊縫及150mm范圍內(nèi)用石棉布覆蓋，并加熱至200 - 300°C保持5小時(shí)以上，這樣可以釋放部分焊接應(yīng)力，改善焊接接頭的組織和性能。

厚鋼板焊接預(yù)熱溫度控制

多層多道焊技術(shù)要點(diǎn)

焊接熱輸入對(duì)材料影響

厚板焊接應(yīng)力檢測(cè)方法